Sè dicessimu chì u béton hè u materiale di custruzzione u più pupulare è cumunu in u mondu, ùn ci saria micca nisuna quistione. U béton hè u materiale u più adupratu in u mondu, secondu solu à l'acqua.
U béton rinforzatu cù fibre hè trà e numerose innovazioni sviluppate per migliurà e caratteristiche di resistenza è altre proprietà di u béton.
In questu articulu, esamineremu u béton rinforzatu cù fibre, ciò chì hè questu béton, i so sfarenti tipi è i so vantaghji, è scopreremu se sta mistura di béton hè adatta per voi.
Chì ghjè Fibra Cementu armatu ?
U béton rinforzatu cù fibre (FRC) hè béton frescu rinforzatu cù materiali fibrosi. Per esempiu, fibre lunghe d'acciaio. Stu metudu di rinforzu migliora e proprietà di u béton nurmale.
Parechji materiali fibrosi diversi sò usati per fà u béton rinforzatu cù fibre. Stu tipu di béton rinforzatu hè diventatu cusì pupulare chì diverse versioni di béton rinforzatu cù fibre sò prodotte secondu i requisiti di l'applicazione.
Di chì hè fattu u béton rinforzatu cù fibre?
I principali ingredienti di u béton rinforzatu cù fibre sò:
Cimentu idraulicu
U cumpunente principale di u béton rinforzatu cù fibre hè u cimentu idraulicu, chì diventa adesivo dopu avè reagitu cù l'acqua. Di solitu, u cimentu Portland hè adupratu cum'è cimentu idraulicu in u béton rinforzatu cù fibre.
Fibre
L'aghjunta di fibre lunghe altera e proprietà di u béton frescu secondu u tipu di materiale fibrosu utilizatu. Ci sò quattru categurie di fibre generalmente aduprate in a pruduzzione di béton rinforzatu cù fibre. Queste fibre di béton sò:
Fibre d'acciaiu
Fibre di vetru
Fibre sintetiche
Fibre naturali
Aggregati
Un aggregatu furnisce a forza di legame in u béton mentre riduce u vulume di cimentu necessariu. Alcuni aggregati cumuni sò a sabbia, a petra frantumata è a ghiaia.
Breve storia di FRC
U FRC esiste dapoi tantu tempu, ma e fibre di cimentu sò state migliurate. In tempi antichi, quandu l'edificii eranu custruiti cù petre, a malta agia cum'è l'agente legante chì li teneva inseme. A malta era rinforzata cù crine di cavallu.
In listessu modu, in u casu di a custruzzione in mattoni di fangu, a paglia era u principale materiale di rinforzu. Quandu u béton hè diventatu unu di i materiali di custruzzione più cumuni, e fibre d'amianto sò state aduprate cum'è rinforzu.
Tuttavia, à misura chì i decennii passavanu, a ghjente hè diventata più cusciente di i risichi per a salute di l'amianto è di cumu provoca u cancheru. Durante l'anni 1960, invece di l'amianto, altre fibre cum'è l'acciaiu è u vetru anu guadagnatu pupularità.
Chì ghjè l'effettu di e fibre nantu à u béton?
L'aghjunta di fibre à u béton hà parechji effetti. A magnitudine di questi varieghja secondu e fibre specifiche aduprate. U miglioramentu di a capacità portante dipende da diversi fattori, cum'è u numeru di fibre di rinforzu in relazione à u vulume tutale, chjamatu frazione di vulume, è u rapportu d'aspettu, ottenutu dividendu a lunghezza di a fibra per u diametru di a fibra in quistione.
E fibre generalmente servenu u scopu principale di riduce e crepe in u béton migliurendu a so resistenza à a flessione. E crepe in u béton si verificanu per via di u ritiru di u béton. U ritiru di u béton pò accade per parechje ragioni, cum'è u ritiru per essiccazione è u ritiru plasticu.
Inoltre, e fibre riducenu a permeabilità di u béton, eliminendu a pussibilità di filtri d'acqua attraversu strutture di béton.
Quali sò i sfarenti tipi di béton rinforzatu cù fibre?
Ci sò diversi tipi di cumposti di béton rinforzatu cù fibre in applicazioni populari. Alcuni di questi includenu:
Calcestruzzo rinforzatu cù fibre d'acciaio
U béton rinforzatu cù fibre d'acciaiu hè unu di i tipi più diffusi di FRC. L'aghjunta di fibre d'acciaiu di rinforzu à u béton, ancu in piccule quantità, porta à miglioramenti significativi in e proprietà di u béton.
U béton rinforzatu cù fibre d'acciaiu hè adupratu in applicazioni cù esigenze di béton pesante cum'è ponti, pavimenti, gallerie, miniere, prefabbricati, ecc.
Ci sò parechji tippi diffirenti di fibre d'acciaiu aduprate per rinfurzà u béton, cum'è u filu trafilatu à fretu (Tipu 1), fibre d'acciaiu in lamiera tagliata (Tipu 2), estrattu à fusione (Tipu 3), tagliatu à mulinu (Tipu 4) è filu trafilatu à fretu mudificatu (Tipu 5).
Calcestruzzo rinforzatu cù fibre di polipropilene (PFRC)
U PFRC usa fibre sintetiche chjamate fibre di polipropilene, un tipu di termoplasticu. Ci sò parechji vantaghji diversi di l'aghjunghje di polipropilene à u béton, chì discuteremu in a prossima sezione.
U polipropilene sparte parechje caratteristiche cù u polietilene, cù proprietà indurite migliorate, resistenza à a flessione è una maggiore resistenza à u calore.
Inoltre, sta fibra hà una alta resistenza à i prudutti chimichi cum'è l'acidi è i solventi organici, è dà proprietà simili à u béton.
Calcestruzzo rinforzatu cù fibre di vetru (GFRC)
Una mistura di béton rinforzatu cù fibre di vetru include parechje piccule particelle di vetru. Cumu rendenu queste u béton più forte?
Mentre chì un grande vetru hè delicatu, a fibra di vetru hà una resistenza strutturale assai alta. In più di sta resistenza, e fibre sò un additivu à pocu costu, chì rende a mistura finale di béton più economica chè alternative cum'è u béton rinforzatu cù fibre d'acciaiu.
E stesse fibre aghjunte à a plastica risultanu in un materiale cumpostu di fibra di vetru cù eccellenti proprietà di resistenza à a trazione.
Calcestruzzo rinforzatu cù fibre di poliestere
E fibre di poliestere per u béton rinforzatu cù fibre sò dispunibili cum'è microfibre è macrofibre. E fibre di poliestere cuntribuiscenu à a migliurazione di a resistenza à a frattura di stu tipu di béton rinforzatu cù fibre.
U béton rinforzatu cù fibre di poliestere hà una maggiore tenacità è una maggiore integrità strutturale. A so maggiore durabilità rende questu tipu di béton ideale per pavimenti industriali, pavimenti di magazzini, strutture prefabbricate, rivestimenti è applicazioni commerciali simili.
Calcestruzzo rinforzatu cù fibra di carbone
Avete mai intesu parlà di l'acciaiu cù fibra di carbone ? U cuncettu hè simile per u béton rinforzatu cù fibra di carbone.
Mentre chì aghjunghje fibra di carbone à u béton hè un prucessu più cumplessu chè aghjunghje cimentu o vetru, u béton resultante hà una rigidità è una resistenza elevate. Tuttavia, cù una rigidità elevata, u béton diventa più fragile (cum'è l'acciaiu à u carbone).
Fibra Sintetica Macro Cementu armatu
L'usu di fibre macrosintetiche in u béton hè natu cum'è alternativa à u rinforzu in acciaio. Dopu tuttu, u rinforzu in acciaio pò esse un aghjuntu caru à u béton.
Cù l'usu crescente, e fibre macrosintetiche sò diventate più cà una semplice alternativa. Queste fibre anu parechje applicazioni proprie, in particulare in strutture supportate da u terrenu.
L'armatura in acciaio pò corrode si in zone cù alta umidità, cum'è l'ambienti marini, è e fibre di vetru soffrenu di u risicu di scheggiatura. E fibre macro sintetiche offrenu una alta resistenza à questi fattori, dunque sò un preziosu aghjuntu à u béton in questi ambienti.
Calcestruzzo rinforzatu cù fibre naturali
E fibre naturali venenu da e piante, l'animali è i minerali naturali. Cum'è l'avemu mintuvatu in a sezzione nantu à a storia di u FRC, e fibre naturali sò state aduprate in u prucessu di custruzzione dapoi tempi antichi.
Indipendentemente da induve u béton hè adupratu, ci serà una quantità di fibre naturali presenti. Queste fibre aiutanu ancu à riduce u costu di fabricazione di FRC.
Alcune fibre naturali includenu u cuttone, a paglia, u legnu è i grani.
Quali sò i vantaghji di l'usu di u béton rinforzatu cù fibre
L'aghjunta di diverse fibre à u béton porta à diversi benefici. U béton rinforzatu cù fibre hè classificatu secondu a fibra aghjunta. I benefici specifichi di u FRC dependeranu da u tipu di FRC utilizatu.
In generale, eccu i vantaghji assuciati à alcuni tipi cumuni di béton rinforzatu cù fibre:
Rinforzu di fibra di vetru
U rinforzu di fibra di vetru aumenta a resistenza strutturale di u béton senza aumentà significativamente i costi. U vetru hè unu di i materiali di fibra più economici.
Stu tipu di rinforzu hè adupratu per migliurà l'aspettu esteticu di a struttura di cimentu. E fibre corte è discrete ponu esse viste in a struttura di cimentu dopu ch'ella si secca.
Stu metudu di rinforzu aghjusta resistenza à a trazione à tutte e zone, à u cuntrariu di u rinforzu tradiziunale cù barre d'acciaiu, induve a resistenza à a trazione hè limitata à a direzzione di e barre.
Rinforzu in fibra d'acciaiu
L'acciaiu furnisce a più alta resistenza strutturale in u béton rinforzatu cù fibre.
Cù l'aghjuntu di fibre d'acciaiu, u béton richiede menu rinforzi di barre d'acciaiu.
E fibre producenu una maggiore resistenza à l'impattu contr'à l'impatti è l'abrasioni.
Resistenza à u disgelu migliorata è altre caratteristiche di temperatura di l'edifiziu.
Attenua u risicu di crepe riducendu a larghezza di e crepe.
Fibre di polipropilene è rinforzu di béton in nylon
Fornisce a capacità di pompà u béton nantu à una longa distanza aumentendu e proprietà di cuesione.
Migliora e caratteristiche di temperatura (per esempiu, a resistenza à u scongelamentu).
Aumenta a duttilità di u béton è ne riduce a fragilità.
In casu d'incendiu, e strutture di cimentu cù fibre di polipropilene è fibre di nylon sò resistenti à a scheggiatura esplosiva.
Risulta in alta resistenza à l'impattu è resistenza à l'abrasione.
Chì sò l'applicazioni di u béton rinforzatu cù fibre?
U tipu di FRC utilizatu pò varià secondu u prughjettu di custruzzione particulare. In generale, a maiò parte di i prughjetti di ingegneria civile utilizanu FRC. Per esempiu::
Muri
Pavimenti
Dighe
Piste
Strade
Tubi di cimentu
Ponti
Pavimenti di magazzini
Tombini
Tunnelli
Marciapiedi
Cumu truvà u béton rinforzatu cù fibre?
Cum'è sapete avà, u béton rinforzatu cù fibre ùn hè micca solu un pruduttu. Ci sò diversi béton cù diverse tecniche di rinforzu chì risultanu in proprietà specifiche migliorate.
Ci sò fibre d'acciaio à alta resistenza chì amplificanu l'integrità strutturale di u cullettore di cimentu. Inoltre, u vetru è i materiali fibrosi sintetici offrenu una resistenza moderata ma à un costu più bassu.
DI Daniel Arkin
Data di publicazione: 07 d'aprile 2023